Cómo oímos? Una revisión de la anatomía fisiología del receptor auditivo
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- Roberto Rubio Montoya
- hace 7 años
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1 Cómo oímos? Una revisión de la anatomía fisiología del receptor auditivo Enrique A. Lopez-Poveda Instituto de Neurociencias de Castilla y León
2 Objetivos del seminario 1. Inducir a la reflexión sobre el problema de la audición. 2. Exponer los aspectos más relevantes de la fisiología y la función del receptor auditivo. 3. Analizar cómo se codifican los sonidos en la respuesta del nervio auditivo.
3 Oir y escuchar; Ver y mirar EYSOTOY BMIAELN EYSOTOY BMIAELN E S TOY B I E N Y O M A L
4 Un ejemplo Piano & I Alicia Keys, 2002 Songs in A minor
5 La escena auditiva (según Bregman,1990) El silencio... El sonido...
6 El problema de la audición Cuántos sonidos? Qué sonidos? Dónde están? Cómo se puede atender selectivamente a uno de ellos? Por qué se agrupan algunos y otros no? Por qué se enmascaran entre sí?... Cantidad de de información? Calidad de de la la información?
7 La cantidad de información Un sonido se oye cuando su energía es suficiente para evocar una respuesta neuronal. Es el problema que se analiza habitualmente desde el punto de vista clínico.
8 La calidad de la información Es habitual ignorar su importancia. El criterio es difícil de definir por diversas razones: Todavía se desconocen muchos aspectos del funcionamiento del sistema auditivo. Puede variar de unas personas a otras. Aun así, intentaremos precisar en este seminario. Nos centraremos en la audición monaural.
9 Anatomía del sistema receptor auditivo Pabellón auricular Concha Tímpano Estribo Cóclea Nervio auditivo EL ÓRGANO DE CORTI Esterocilios Células ciliadas internas Membrana tectoria Células ciliadas externas Fibra del nervio auditivo Membrana basilar (Lopez, D.E, Comun. Pers.) Oído externo Oído medio Oído interno
10 La membrana basilar Cóclea Nervio auditivo Membrana de Reissner Ápice Tímpano Órgano de Corti Ápice Base Membrana basilar Nervio auditivo
11 La transducción acústiconeuronal Toda la información que necesita el cerebro para resolver el problema procede del nervio auditivo. La calidad de esa información es importante. Estímulo acústico Oído externo Oído medio Membrana Membrana basilar basilar Célula Célula ciliada ciliada interna interna Sinápsis CCI-NA Nervio auditivo SANC
12 El estímulo Forma de onda temporal Espectro de frecuencias
13 El oído externo Actúa como un filtro lineal: amplifica ciertas frecuencias y atenúa otras. La forma del filtro depende de la posición de la fuente de sonido HRTF (Hz) HRTF (Hz) HRTF (Hz) Frecuencia (Hz)
14 El oído medio Transforma las ondas de presión en oscilaciones del estribo. Actúa como un filtro lineal. Stapes velocity (m/s) at 0 db SPL 1.E-07 1.E-08 Fig. adaptada de Lopez-Poveda y Meddis (2001) 1.E-09 Extrapolated Extrapolated Goode et al. (1994) FIR filter 1.E Frequency (Hz)
15 El oído interno: Análisis espectral (von Békesy, 1960) FC Respuesta de la MB Respuesta de la MB Baja intensidad 2 Distancia desde el estribo Frecuencia FC
16 El banco de filtros de la membrana basilar FC Respuesta de la MB Un audiograma invertido Frecuencia (escala log)
17 La no linealidad (Rhode, 1972) FC Alta intensidad Respuesta de la MB f = FC f = 0.5 FC Respuesta de la MB Baja intensidad Nivel sonoro Frecuencia
18 Distorsión y supresión en la cóclea Distorsión Frecuencia db SPL para 100 μm/s Supresión Señal+Supresor Sólo señal Frecuencia La membrana basilar distorsiona el espectro del estímulo!
19 La célula ciliada interna AC 500 Hz K Hz AC/DC V 2000 Hz Frecuencia 4000 Hz V DC Tiempo 4000 Hz DC Nivel sonoro (db)
20 La célula ciliada interna: sincronización temporal Respuesta sincronizada No sincronizada 500 Hz 4000 Hz Potencial intracelular Actividad de una sola fibra del NA Tiempo Histograma de actividad de varias fibras Tiempo
21 La célula ciliada interna Su respuesta es no lineal. El potencial intracelular se satura a niveles sonoros altos. Se comporta como un filtro que atenúa las frecuencias altas. Esto explica el deterioro en la transmisión de la información temporal de altas frecuencias.
22 La sinápsis V Estímulo (tono puro) Producción Reprocesamiento Reabsorción Liberación Pérdida Respuesta NA Inicio Latencia Estacionaria
23 Tres tipos de fibras HSR: mayoritarias. HSR MSR: gran rango dinámico. Actividad neuronal MSR LSR LSR: útiles a gran intensidad. Nivel sonoro del estímulo
24 Entonces cómo se codifica el sonido en el NA? Propiedades físicas del estímulo: Frecuencia? Intensidad? Propiedades ambientales: Posición? Número de sonidos? Identidad?
25 La frecuencia del estímulo Distintas fibras del NA responden a diferentes frecuencias. El patrón temporal de la descarga también codifica la frecuencia. 500 Hz 4000 Hz
26 El nivel sonoro La descarga de cada fibra aumenta al aumentar el nivel sonoro. Distintos tipos de fibras responden a diferentes niveles sonoros. Más fibras responden a niveles sonoros altos. Actividad neuronal Respuesta de la MB MSR HSR LSR Nivel sonoro del estímulo Alta intensidad Frecuencia
27 Codificación de las propiedades ambientales Cuántos sonidos? Qué sonidos? Dónde están?... Procesamiento complejo en el SANC
28 Hipoacusia neurosensorial de origen coclear Pérdida auditiva = Daño a las CCE + Daño a las CCI Reduce la sensibilidad Reduce la sintonización Linealiza la respuesta Sólo reduce la sensibilidad
29 Hipoacusia neurosensorial: daño a las CCE FC Umbral sonoro Respuesta de la MB f = FC pérdida Umbral sonoro Respuesta de la MB pérdida Nivel sonoro Frecuencia
30 El banco de filtros en la cóclea hipoacúsica Respuesta de la MB Frecuencia (Hz)
31 Implicaciones funcionales del daño a las CCE Se pierde sensibilidad. Pero, además se pierde sintonización! Se pierden los detalles del espectro del estímulo, lo que explica: Deterioro en la inteligibilidad del lenguaje. Deterioro en la localización de los sonidos. Se reduce la distorsión de origen coclear.
32 Implicaciones del daño a la CCI Se reduce la sensibilidad, pero no la sintonización. Se mantienen las características no lineales de la respuesta de la MB. Umbral sonoro Respuesta del NA pérdida Normal Umbral sonoro OHC IHC Respuesta del NA pérdida IHC OHC Normal Nivel sonoro Frecuencia
33 Nuestros proyectos de investigación actuales Simulación computacional de la respuesta de la MB. Diseño de estrategias de optimización de prótesis auditivas (implantes cocleares y audífonos). Caracterización de la respuesta de la membrana basilar humana mediante métodos psicofísicos: Personas con audición normal. Personas con hipoacusia de origen coclear: Por trauma acústico / presbiacusia. (Genético.) Investigación de los mecanismos fisiológicos de codificación de la información espectral.
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